سافت استارتر ABB PSE؛ راه‌انداز نرم عمومی موتورهای سه‌فاز از 18 تا 370 آمپر
ABB PSE خانواده‌ای از سافت‌استارترهای میکروپروسسوری برای راه‌اندازی و توقف کنترل‌شده موتورهای القایی سه‌فاز قفس سنجابی است. این سری با محدوده جریان نامی 18 تا 370 A و ولتاژ عملیاتی 208 تا 600 V AC، برای کاربردهای عمومی صنعتی مانند پمپ، فن، کمپرسور و نوار نقاله طراحی شده است.
سری PSE شامل مدل‌های PSE18 تا PSE370 است و در شبکه‌های 380 تا 415 ولت، موتورهایی با توان تقریبی 7.5 تا 200 kW را پوشش می‌دهد. انتخاب مدل باید بر اساس جریان پلاک موتور، شرایط بار، تعداد استارت، زمان راه‌اندازی و Normal Duty یا Heavy Duty بودن کاربرد انجام شود؛ توان موتور به‌تنهایی برای انتخاب قطعی سافت‌استارتر کافی نیست.
معماری قدرت PSE از کنترل تریستوری در دو فاز استفاده می‌کند. فازهای L1 و L3 به‌وسیله Thyristor کنترل می‌شوند و فاز L2 مستقیماً به موتور متصل است. این محصول صرفاً برای اتصال In Line طراحی شده و اتصال آن به‌صورت Inside Delta مجاز نیست.
یکی از ویژگی‌های اصلی این خانواده، Bypass داخلی است. پس از رسیدن موتور به Top of Ramp، مسیر Bypass فعال می‌شود تا تلفات حرارتی تریستورها در زمان کار دائم کاهش یابد. وجود Bypass داخلی، نیاز به طراحی و نصب کنتاکتور Bypass خارجی را در پیکربندی استاندارد کاهش می‌دهد و فضای موردنیاز داخل تابلو را محدود می‌کند.
PSE از دو روش اصلی برای کنترل راه‌اندازی و توقف پشتیبانی می‌کند:
- Voltage Ramp: افزایش یا کاهش تدریجی ولتاژ موتور
- Torque Control: کنترل گشتاور موتور بر اساس منحنی از پیش تعریف‌شده
Torque Control می‌تواند شتاب‌گیری و کاهش سرعت نرم‌تری نسبت به Voltage Ramp ایجاد کند. در کاربردهای پمپی، Torque Control هنگام توقف برای کاهش شوک‌های هیدرولیکی، افزایش فشار ناگهانی و پدیده Water Hammer کاربرد دارد.
عملکرد Current Limit جریان راه‌اندازی را نسبت به جریان نامی موتور محدود می‌کند. در زمان رسیدن جریان به مقدار تنظیم‌شده، افزایش ولتاژ متوقف می‌شود تا جریان کاهش یابد و سپس Ramp ادامه پیدا می‌کند. تنظیم بیش‌ازحد پایین Current Limit می‌تواند زمان راه‌اندازی و تنش حرارتی موتور را افزایش دهد.
برای بارهایی با اصطکاک اولیه بالا، قابلیت Kick Start قابل استفاده است. این قابلیت برای مدت کوتاهی سطح ولتاژ بالاتری را اعمال می‌کند تا گشتاور اولیه لازم برای شروع حرکت تجهیزاتی مانند پمپ گیرکرده یا نوار نقاله فراهم شود و سپس راه‌اندازی نرم عادی ادامه پیدا کند.
سری PSE حفاظت‌های داخلی مهمی برای موتور و فرایند ارائه می‌کند. این حفاظت‌ها شامل Electronic Motor Overload، Underload و Locked Rotor هستند. حفاظت Underload می‌تواند شرایطی مانند خشک‌کارکردن پمپ یا پارگی تسمه را شناسایی کند و حفاظت Locked Rotor برای تشخیص افزایش شدید جریان پس از رسیدن موتور به حالت Full Voltage استفاده می‌شود.
واسط کاربری جلوی دستگاه شامل نمایشگر روشن، کلیدهای تنظیم و LEDهای Ready، Run، Protection و Fault است. اطلاعاتی مانند جریان موتور، درصد ولتاژ خروجی به موتور، ضریب توان و ولتاژ ورودی از طریق HMI قابل مشاهده‌اند.
نسخه جاری PSE از کنترل Hardwire و ارتباط Modbus RTU داخلی پشتیبانی می‌کند و امکان افزودن Adapter و Fieldbus Plug نیز وجود دارد. در مستند قدیمی‌تر خانواده، پروتکل‌های DeviceNet، Profibus، Modbus و CANopen برای پیکربندی‌های Fieldbus ذکر شده‌اند؛ بنابراین نوع دقیق ارتباط باید بر اساس Revision و Order Code قابل تأمین بررسی شود.
حفاظت اضافه‌بار الکترونیکی موتور
کلاس‌های حفاظتی قابل انتخاب:
- Class 10A
- Class 10
- Class 20
- Class 30
برای Reset بعد از عملکرد حفاظت می‌توان حالت Manual یا Automatic را انتخاب کرد.
حفاظت Underload
حفاظت Underload در صورت پایین‌ماندن جریان از سطح تنظیم‌شده به‌مدت 30 ثانیه عمل می‌کند. این قابلیت برای تشخیص خشک‌کارکردن پمپ، پارگی تسمه یا حذف بار مکانیکی قابل استفاده است. محدوده تنظیم آن از 0.2 تا 1 برابر Ie است.
حفاظت Locked Rotor
پس از گذشت 30 ثانیه از رسیدن موتور به Top of Ramp، حفاظت Locked Rotor فعال می‌شود. اگر جریان از سطح تنظیم‌شده بیشتر شود، زمان واکنش Trip برابر یک ثانیه است. محدوده تنظیم این حفاظت 0.5 تا 7 برابر Ie است.
خطاهای قابل تشخیص
خانواده PSE می‌تواند شرایطی مانند موارد زیر را شناسایی کند:
- Phase Loss
- کیفیت نامناسب شبکه
- قطع جریان در یک یا چند فاز
- افت ولتاژ تغذیه کنترل
- جریان بیش از حد
- اشکال Bypass
- افزایش دمای تریستور
- خطای Fieldbus
- Motor Overload
- Underload
- Locked Rotor
